3-RRS机构是三自由度球面并联机构3-RRR的新构型之一，可作为人形机器人仿生肩关节的原型机构，因各支链的构件为球面上的曲杆，其刚度计算十分复杂。采用（杆件）变形法与小变形叠加原理，推得机构动平台的角位移、球心点线位移；利用机构静力学计算的结果，即各支链两构件上的力与动平台上外载荷的关系，建立了机构动平台上（球心点的）的位移与外载荷关系，进而求得机构的整体柔度、刚度矩阵；采用正交变换使刚度矩阵对角化，得到机构的6个主刚度指标及其所在的方向。研究结果为该机构的工程设计和应用提供了理论基础。
针对协同制造执行平台集成内容与集成对象的多样性和复杂性，分析了协同制造执行平台对动态快速集成、统一的集成模式、支持相关的集成标准、支持语义和松散耦合的集成方式等的需求，建立了一种基于语义的协同制造执行平台集成框架，以实现集成对象松散耦合的按需集成；在此基础上，建立了集成对象的语义描述模型，采用语义Web服务描述本体OWL-S对集成对象进行了语义建模，并对制造企业内部语义集成及跨企业制造过程语义集成的相关技术进行了研究。研究成果在某柴油机部套产品生产企业协同制造执行平台上得到了应用，取得了较好的应用效果。
针对工件在平行机上具有不同加工时间的多功能机床（MFM）环境下混杂流水作业问题（HFSP－MFM），用非连接图模型对其进行建模，提出一种基于蚁群算法的单层算法和三种两层算法对该问题进行求解。将最大规模为75×20的多个标准算例的数据应用于HFSP－MFM问题，通过算例研究，对比分析了所提出的单层算法和两层算法的寻优性能，结果表明，对于HFSP－MFM问题，单层算法具有更好的优化效果。
为了解决视觉引导的机器人加工系统中对目标进行快速、准确检测的问题，将人类视觉选择性注意机制引入机器视觉系统，提出了一种基于轮廓的视觉选择性注意计算模型（SECO模型）。该模型通过分离目标、提取边缘、感知轮廓、轮廓显著度竞争、注意焦点选择及转移等策略，实现对目标的检测。实验结果表明，该模型能够实现在复杂场景下对目标进行快速准确的检测，且具有很强的抗干扰能力和较高的计算效率，便于在机器视觉系统中直接应用。
以带的线弹性和稳态运转为前提，对与带轮接触的带进行微元化处理，列出周向和径向的动力学平衡方程并加以简化，得到带传动各动力参数和尺寸参数之间的微分方程；通过建立相关的物理方程、确定力与变形的本构关系和几何边界条件，建立了动力学方程解的求解方法。对某平带传动进行理论计算，比较了考虑惯性力和不考虑惯性力的结果，发现传统方程高估了带传动最大力矩而低估了动角的数值。研究结果可为带传动的分析提供理论基础并为带传动的设计提供参考。
通过分析数控加工中参数曲线的实时插补原理和进给速度控制原理，指出了Taylor展开算法和“参数－弧长”分段拟合算法用于参数曲线的实时插补具有理论上的局限性，并对CNC实时插补进给速度控制问题给出了本质描述，提出了基于牛顿迭代法的解决方案，给出了算法流程。仿真对比实验表明，该算法具有稳定性好、收敛快、运算量小、精度高等特点，满足实时运算要求，能够将进给速度波动率控制在理想水平。
采用层次分析法构建了一个较为完备的装配资源重构的评价体系模型。在分析各评价指标的内涵之后，提出采用客观自适应的熵权法，根据指标评价值的变异程度来判断各指标的信息量，进而获得各评价指标在评价中所起作用的大小(即指标的权重)的方法。引入灰色理论中的灰色关联系数作为指标的模糊隶属度，并利用模糊集合论中相对隶属度概念确定评价对象相对于理想参考值的优良隶属度，以此作为评价准则实现对各指标的评价。实例验证了该方法的有效性和可行性。
建立变频液压容积调速和节流调速相结合的复合调速系统，通过分析矢量控制三相异步电机的原理，利用AMESim软件建立了矢量控制的三相异步电机的仿真模型，并与液压系统仿真模型相结合，建立了矢量控制变频液压容积节流调速系统的仿真模型。利用该模型对系统的性能进行了仿真研究，表明节流调速可提高变频容积调速系统的低速稳定性，矢量控制变频容积节流调速系统的性能优于一般变频容积调速系统的性能。
研究复合材料机翼结构优化，提出一种能同时解决布局优化（拓扑和位置优化）和尺寸优化的混合算法。对机翼的布局变量采用多参数级联编码的遗传算法进行优化，同时对遗传算法种群中所有个体布局的复合材料元件利用准则法进行尺寸优化，并将其结果作为布局遗传操作的依据。为了加快收敛进程，对遗传算法本身做出一定改进。通过对某型机翼结构的优化计算，表明所提优化方法是可行有效的。
为开发圆锥破碎机新型层压曲线腔形，基于分层破碎，提出固定质量原则，引入工态啮角，并成功应用于圆锥破碎机腔形的开发研究。基于固定质量原则和工态啮角，建立了圆锥破碎机曲线腔形设计模型，提出了曲线腔形设计新方法，建立了圆锥破碎机曲线腔形多目标优化设计模型，为自主研制开发新型、高效、节能的现代高能圆锥破碎机奠定理论基础。研究成果已应用于破碎机生产厂家，研制了相应物理样机，经物理样机实验验证了腔形优化设计模型的可行性和可靠性。
以曲面上曲线的短程曲率为媒介，导出了球面节曲线伸展成平面当量节曲线的算法。以平面当量节曲线为基础，通过确定插齿刀的节圆沿平面当量节曲线做纯滚动时插齿刀上各点的运动轨迹，模拟了插齿加工包络出当量齿轮的齿形过程，将非圆锥齿轮的设计转化为平面齿轮的设计，简化了非圆锥齿轮的设计。
提出了一种新的多片网格重叠区域的检测方法。首先对欲合并的网格采用基于栅格六面体和k-d树搜索的方法进行交叠区域的检测；然后删除交叠区域冗余的三角面片,在删除后的网格缝隙处建立连接桥三角面片；最后提取出建立连接桥后的孔洞并进行补洞处理，从而达到缝合网格的目的。由于拼接后的网格在缝合处会存在“台阶”等不光顺情况，因此通过光顺算法实现缝合处的光滑过渡。实例表明该网格拼合算法在处理速度和网格质量上都有很好的表现。
针对ACB-Cyril Bath公司数控型材2D张臂式拉弯设备，研究了其数控代码的结构原理，给出了由数控代码反求出夹钳运动轨迹的方法，并编制专门的接口程序将夹钳运动轨迹传递给ABAQUS/Explict有限元软件，实现了基于数控代码的型材2D张臂式拉弯过程的有限元模拟，为更好地理解拉弯工艺过程和进行模具设计提供帮助。
应用多体动力学方法模拟贴片机系统动态过程，仿真“测量”其误差值。根据贴片机的结构形式，建立贴片机的数学模型和虚拟样机模型。用考虑结合部影响的刚柔耦合模型模拟实际系统，而以多刚体模型作为理想系统，通过仿真得到贴片机的动态误差。仿真结果表明贴片机系统的动态精度能够被控制在许可范围内。采用激光干涉仪对仿真分析结果进行试验验证，试验结果与仿真结果吻合较好，验证了该方法的正确性。
提出直接从仿真分析结果反求材料塑性参数的方法。该方法以仿真分析为基础，根据能量守恒原理建立实测值与待求参数之间的关系并形成多元方程组；应用理想成形理论，即单元的变形遵循最小塑性功原理，使多元方程组成为静定或超静定方程组；将方程两边的计算差值定义为目标函数，用遗传算法来寻找目标函数最小解。对单向拉伸试验和四边简支球头冲压试验进行了算例计算，反求结果表明该方法能够反求得到较精确的参数。该方法拓宽了参数测定的试验途径。
针对微小线段高速加工控制需求，在分析常用直接过渡法不足的基础上提出了一种基于Ferguson样条的微线段过渡算法。首先探讨了Ferguson样条曲线的性质，然后从精度优化分配、控制三角形获取和插补前瞻控制三方面阐述了算法原理，最后与传统算法进行了效率对比分析。仿真与实例验证表明，此算法具有过渡平稳、误差易控、效率高的特点，适合于微小线段的高速加工控制。
采用纯黏性润滑方程和基于层流模式、SST k-ω湍流模式的N-S方程，对环面节流静压气体润滑推力轴承内的压力分布进行了研究，分析了随着气膜厚度的变化，轴承流场内压力的变化及其变化机理。实验证明，在轴承厚度很小时两种方程求得的压力值与实验结果一致，然而随着气膜厚度的增大，采用纯黏性润滑方程计算所得结果的偏差很大，而采用N-S方程计算所得结果与实验结果基本一致，但在逆压力梯度段存在偏差；SST k-ω 湍流模式能较好地处理湍流剪切应力在逆压梯度边界层内的输运和激波与边界层的相互作用，准确模拟出气膜入口附近复杂的流动状态。
对疲劳寿命估算中存在的模糊现象，引入模糊理论中的隶属函数来描述疲劳极限附近的应力对构件造成损伤的模糊性，提出了应力模糊带的概念，并根据疲劳极限与应力模糊带边界的位置关系，将模糊带类型分为安全型、经济型和兼顾型。算例证明，将模糊理论应用于疲劳寿命分析中可以大大提高疲劳寿命估算的精确度。
采用自编的CFD程序数值研究了无叶扩压器对离心压缩机流场及气动性能的影响。采用当地时间步长、多重网格以及隐式参差光顺等技术来加速收敛，以质量流量来代替出口静压的出口边界条件，使出口静压在计算过程中与给定的流量工况自动匹配，大大节省了计算时间。对Krain叶轮后带等面积与直壁两种形式的无叶扩压器离心压缩机内部流场进行了计算与分析，结果表明：直壁型无叶扩压器离心压缩机的效率低于等面积无叶扩压器离心压缩机的效率；直壁型无叶扩压器使得叶轮出口的流动出现分离；扩压器的形式对离心叶轮的整体气动性能影响并不大；在进行离心叶轮数值研究时，叶轮后的延伸区最好采用等面积无叶扩压器，以尽量减小无叶扩压器所引起的计算误差。
为提高移动机器人的工位定位精度，通过实验分析了超声波传感器的测量距离d和入射角α对测量精度的影响。基于代数神经网络能实现样本空间的精确映射并具有较好非线性逼近能力，设计了一种移动机器人侧向定位融合模型。经实验比较，该定位融合模型具有较高的精度，使得位置误差小于0.9957mm，角度误差小于0.2966°。将该定位融合模型应用于自主研发的移动机器人的定位实验中，定位位置精度可达到±2.5mm，姿态角精度可达到±0.42°，满足定位要求。
针对基本粒子群优化算法在迭代后期易陷入局部最优而出现早熟收敛的现象,基于混沌搜索的全局遍历性、随机性和规律性的特点，以粒子群群体适应度方差作为粒子群优化算法早熟收敛的判据，将Tent映射作为混沌搜索引入到基本粒子群算法中,对以一定概率随机选择的粒子群中的部分粒子实施混沌搜索， 利用混沌特性提高种群的多样性和粒子搜索的遍历性，从而使粒子获得持续搜索的能力，提高了粒子群优化算法的全局搜索能力和抗早熟收敛性能。几个典型测试函数的仿真实验和应用实例均证明了该算法的可行性。
为定量描述型材拉弯成形性，提出了型材拉弯成形性图的概念。型材拉弯成形性图可由型材拉弯缺陷预测曲线得到，它描述了成形缺陷与截面结构尺寸和工艺参数之间的关系。通过对轿车门框用复杂截面铝型材的拉弯成形性图进行研究，给出了型材拉弯成形性图的建立过程。型材拉弯缺陷预测曲线和型材拉弯成形性图可定量预测型材拉弯成形结果，为型材拉弯零件优化设计及制定工艺提供了基础。
结合人工装配作业特征，分析了汽车总装配生产中的调整装配作业过程，针对汽车总装配中的车门调整作业，建立了门体位姿变换的运动学模型。分别对不同技能水平的调整操作策略进行了过程状态仿真，比较了不同操作序列的效率和质量并进行了择优，为装配工艺规划提供了有力支持。
采用数值模拟和实冲试验的方法，研究了不同压边力对拉深过程中破裂危险点应变路径的影响规律;通过调整压边力的大小和分布，实现对拼焊板方盒件薄板破裂危险点处应变路径的控制，从而提高拼焊板方盒件的冲压成形性。研究表明：厚/薄侧压边力的大小和分布对破裂危险点的应变路径和安全裕度有很大的影响，合理的压边力分布可调节失效破裂的位置，提高成形极限深度；变压边力条件下的应变路径由拉压应变状态过渡到双向拉伸应变状态，能够显著提高危险点的安全裕度；通过多点控制的变压边力有利于调节板料在凹模中的流动，从而能更好地控制危险点应变路径；改变危险点的应变路径，调节失效破裂的位置，可有效地提高拼焊板方盒件的冲压成形性。
针对汽车电子控制领域OSEK/VDX标准所支持的混合调度方式下的响应时间分析问题，提出了一种使用线性事务模型时的响应时间分析方法。该方法考虑了事务的释放抖动和混合抢占对响应时间的影响，将时间分析理论扩大到混合调度方式下的响应时间分析中，可以用于验证汽车电子软件的实时性。试验表明：该方法准确度高、复杂度低；混合调度对事务平均最差情况下的响应时间的影响很小，但对系统的可调度性有一定的负面影响。
在对整车振动系统进行分解和简化的基础上，提出一种分级智能控制系统，设计了用仿人智能思想来在线修改模糊控制器参数的1/4车磁流变悬架振动模糊自适应局部控制器，设计了整车悬架垂直振动的协调控制规则用于调整4个局部控制器的输出值。在MATLAB平台上对分级控制系统进行仿真，构建了磁流变悬架系统垂直振动的整车测控与评价系统，在不同条件下进行了道路试验。相对于被动悬架，分级控制的磁流变悬架使汽车底板振动加速度下降了约15％，使座椅振动加速度下降了约23％，表明用分级控制来减小磁流变悬架系统的垂直振动是可行的，可降低因模型的简化带来的影响，提高汽车的平顺性。
地面效应对地面的气流边界层厚度有较大影响，而发动机舱内流会使整个轿车空气阻力增加12％左右。应用FLUENT软件，分别对不含地面效应和发动机舱内流、含地面效应但不含发动机舱内流，以及含发动机舱内流但不含地面效应的三种模型进行了仿真。利用仿真技术来研究轿车空气动力性能，不仅能够定性分析轿车流场，而且能够比较精确地定量分析其风阻系数等一些空气动力性能。仿真结果表明：地面效应对轿车周围流场有一定影响；发动机舱内流对阻力影响较大，对轿车流场也有一定影响。
